KR100673087B1 - A system for recognizing an object - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇용 사물인식시스템에 관한 것으로서, 케이스(10) 내부에 설치되어, 넓은 각도에서 사물을 촬영하는 와이드카메라(20); 와이드카메라(20)에서 발생된 구동신호에 의하여 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 구동시키는 메인구동부(30); 케이스(10) 내부에 설치되어 사물의 인식 및 거리판단을 수행하는 듀얼카메라(40);를 포함하고, 듀얼카메라(40)는, 중앙경통(41)으로부터 분기되는 것으로서 전방에 렌즈(42a)가 장착된 좌측경통(42) 및 전방에 렌즈(43a)가 장착된 우측경통(43)과, 좌측경통(42)과 우측경통(43) 내부에 각각 설치되는 좌,우측반사경(44)(45)과, 좌측반사경(44)과 우측반사경(45) 중앙에 설치되는 중앙반사경(46)과, 중앙반사경(46)에 반사된 이미지가 각각 촬상되는 이미지센서(47)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a robot object recognition system, which is installed in the case 10, a wide camera 20 for taking an object from a wide angle; A main driver 30 driving the case 10 left and right and / or up and down by a driving signal generated by the wide camera 20; A dual camera 40 installed inside the case 10 to perform object recognition and distance determination, wherein the dual camera 40 is branched from the central barrel 41 and has a lens 42a in front. The left barrel 42 mounted and the right barrel 43 mounted with the lens 43a at the front, and the left and right reflectors 44 and 45 respectively installed inside the left barrel 42 and the right barrel 43, respectively. And a central reflector 46 installed at the center of the left reflector 44 and the right reflector 45, and an image sensor 47 for capturing the images reflected by the central reflector 46, respectively.

Description

로봇용 사물인식시스템{A SYSTEM FOR RECOGNIZING AN OBJECT}Object recognition system for robots {A SYSTEM FOR RECOGNIZING AN OBJECT}

도 1은 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템의 구성을 도시한 도면,1 is a view showing the configuration of a robot object recognition system according to the present invention,

도 2는 도 1의 듀얼카메라를 발췌하여 도시한 내부 구성도,2 is an internal configuration diagram showing an extract of the dual camera of FIG.

도 3은 도 2의 듀얼카메라의 이미지센서에 투영된 이미지를 도시한 도면.3 is a view showing an image projected on the image sensor of the dual camera of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

10 ... 케이스 20 ... 와이드카메라10 ... Case 20 ... Wide Camera

30 ... 메인구동부 40 ... 듀얼카메라30 ... Main drive unit 40 ... Dual camera

41 ... 중앙경통 42 ... 좌측경통41 ... center barrel 42 ... left barrel

42a ... 렌즈 43 ... 우측경통42 a ... lens 43 ... right barrel

43a ... 렌즈 44, 45 ... 좌,우측반사경43a ... lens 44, 45 ... left and right reflectors

46 ... 중앙반사경 47 ... 이미지센서46 ... center reflector 47 ... image sensor

50 ... 서브구동부50 ... sub-drive

본 발명은 사물의 인식은 물론 거리 판단을 정확히 하여, 로봇이 독자적으로 움직일 수 있도록 하기 위한 신호를 발생하는 로봇용 인식시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a recognition system for a robot that generates a signal for allowing the robot to move independently by accurately determining a distance as well as recognizing an object.

로봇 기술에 있어서, 인간의 감각기관과 유사한 기능을 구현하기 위하여 다양한 방법들이 연구되고 있다. 예를 들면, 사물과의 거리나 크기를 측정하기 위하여 여러개의 초음파 센서를 채용하기도 하고, 감각기능을 부여하기 위하여 압력센서를 채용하고 있으며, 수평을 유지하기 위하여 수평센서를 채용하는 기술이 연구되고 있다. In robot technology, various methods have been studied to implement functions similar to human sense organs. For example, several ultrasonic sensors are used to measure the distance and size of an object, pressure sensors are used to impart sensory functions, and a technique is adopted to employ a horizontal sensor to maintain level. have.

이중, 가장 구현하기 어려운 기술중 하나는, 이동하는 사물의 크기나 거리를 정확히 인식하는 것인데, 이는 로봇이 사물을 피해 독자적으로 움직일 수 있도록 하기 위한 가장 필요한 기술이다. 따라서, 보다 효율적으로 사물 및 거리를 인식할 수 있는 로봇용 사물인식시스템의 개발이 진행되고 있다. Among them, one of the most difficult techniques is to accurately recognize the size or distance of a moving object, which is the most necessary technique for the robot to move independently of the object. Therefore, the development of a robot object recognition system that can recognize objects and distance more efficiently.

본 발명은 상기와 같은 추세를 반영하기 위하여 안출된 것으로서, 로봇이 사물을 피해 독자적으로 움직일 수 있도록, 움직이는 사물의 크기나 거리를 정확히 인식할 수 있도록 하는 로봇용 사물인식시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a robot object recognition system that can accurately recognize the size or distance of a moving object so that the robot can move independently of the object to reflect the above trend. do.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스 템은, In order to achieve the above object, the object recognition system for a robot according to the present invention,

케이스(10) 내부에 설치되어, 넓은 각도에서 사물을 촬영하는 와이드카메라(20); 상기 와이드카메라(20)에서 발생된 구동신호에 의하여 상기 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 구동시키는 메인구동부(30); 상기 케이스(10) 내부에 설치되어 사물의 인식 및 거리판단을 수행하는 듀얼카메라(40);를 포함하고, 상기 듀얼카메라(40)는, 중앙경통(41)으로부터 분기되는 것으로서 전방에 렌즈(42a)가 장착된 좌측경통(42) 및 전방에 렌즈(43a)가 장착된 우측경통(43)과, 상기 좌측경통(42)과 우측경통(43) 내부에 각각 설치되는 좌,우측반사경(44)(45)과, 상기 좌측반사경(44)과 우측반사경(45) 중앙에 설치되는 중앙반사경(46)과, 상기 중앙반사경(46)에 반사된 이미지가 각각 촬상되는 이미지센서(47)를 포함하는 것을 특징으로 한다.A wide camera 20 installed inside the case 10 to photograph an object from a wide angle; A main driver 30 for driving the case 10 left and right and / or up and down by a driving signal generated by the wide camera 20; And a dual camera 40 installed inside the case 10 to perform object recognition and distance determination, wherein the dual camera 40 is branched from the central barrel 41 to the front of the lens 42a. ) Is mounted on the left barrel 42 and the right barrel 43 in which the lens 43a is mounted on the front, and the left and right reflectors 44 respectively installed in the left barrel 42 and the right barrel 43, respectively. 45, a central reflector 46 installed at the center of the left reflector 44 and the right reflector 45, and an image sensor 47 for capturing the image reflected by the central reflector 46, respectively. It is characterized by.

본 발명에 있어서, 상기 듀얼카메라(40)는 줌기능을 가진다. 이때, 상기 케이스(10) 내부에 설치되는 것으로서, 상기 듀얼카메라(40)를 좌우 및/또는 상하로 회동시키는 서브구동부(50)를 더 포함할 수도 있다.In the present invention, the dual camera 40 has a zoom function. In this case, as installed inside the case 10, the dual camera 40 may further include a sub-drive unit 50 for rotating the left and right and / or up and down.

이하, 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a robot object recognition system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 듀얼카메라를 발췌하여 도시한 내부 구성도이며, 도 3은 도 2의 듀얼카메라의 이미지센서에 투영된 이미지를 도시한 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a robot object recognition system according to the present invention, Figure 2 is an internal configuration showing an extract of the dual camera of Figure 1, Figure 3 is an image sensor of the dual camera of Figure 2 The figure which shows the projected image.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템은, 케이스(10) 내부에 설치되어, 넓은 각도에서 사물을 촬영하는 와이드카메라(20)와, 와이드카메라 (20)에서 발생된 구동신호에 의하여 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 구동시키는 메인구동부(30)와, 케이스(10) 내부에 설치되어 사물의 인식 및 거리판단을 수행하는 듀얼카메라(40)를 포함한다.As shown, the robot object recognition system according to the present invention, is installed in the case 10, the wide camera 20 for photographing the object from a wide angle and the drive signal generated from the wide camera 20 The main drive unit 30 to drive the case 10 to the left and right and / or up and down, and the dual camera 40 is installed in the case 10 to perform the recognition and distance determination of the object.

와이드카메라(20)는 넓은 광각을 가지는 광각렌즈와 그 광각렌즈에 의하여 투영되는 이미지가 촬상되는 이미지센서로 구성된다. 와이드카메라(20)는 사물을 넓은 범위에서 촬영할 수 있으므로, 사물의 위치 검출 및 추적용으로 사용된다. 이를 위하여, 와이드카메라(20)에 의하여 촬영된 이미지는, 위치 추적을 위한 좌표신호로 변환되어 후술할 메인구동부(30) 및/또는 서브구동부(50)를 구동시키는 신호로 사용된다.The wide camera 20 includes a wide angle lens having a wide wide angle and an image sensor on which an image projected by the wide angle lens is picked up. Since the wide camera 20 can photograph an object in a wide range, it is used for detecting and tracking the position of the object. For this purpose, the image photographed by the wide camera 20 is converted into a coordinate signal for tracking the position and used as a signal for driving the main driver 30 and / or the sub driver 50 to be described later.

메인구동부(30)는 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 구동시키는 것으로서, 다수개의 감속기어와 모터로 구성된 공지의 것을 사용한다. 메인구동부(30)는, 와이드카메라(20)로부터 전송되는 좌표신호에 의하여 제어됨으로써, 사물의 방향대로 케이스(10)를 회동시킨다. The main driving part 30 drives the case 10 to the left and right and / or up and down, and uses a known one composed of a plurality of reduction gears and a motor. The main driver 30 rotates the case 10 in the direction of the object by being controlled by the coordinate signal transmitted from the wide camera 20.

듀얼카메라(40)는, 중앙경통(41)으로부터 분기되는 것으로서 전방에 렌즈(42a)가 장착된 좌측경통(42) 및 전방에 렌즈(43a)가 장착된 우측경통(43)과, 좌측경통(42)과 우측경통(43) 내부에 각각 설치되는 좌,우측반사경(44)(45)과, 좌측반사경(44)과 우측반사경(45) 중앙에 설치는 중앙반사경(46)과, 중앙반사경(46)에 반사된 이미지가 각각 촬상되는 이미지센서(47)를 포함한다. 이때, 듀얼카메라(40)는 공지의 줌기능을 가지는 것이 바람직하다. The dual camera 40 is branched from the central barrel 41 and has a left barrel 42 with a lens 42a mounted thereon, a right barrel 43 with a lens 43a mounted therein, and a left barrel ( 42) and the left and right reflectors 44 and 45 installed inside the right barrel 43, respectively, and the central reflector 46 and the central reflector (44) are installed in the center of the left reflector 44 and the right reflector 45. And an image sensor 47 in which the images reflected by 46 are respectively picked up. At this time, the dual camera 40 preferably has a known zoom function.

듀얼카메라(40)는, 광각 촬영이 가능한 와이드카메라(20)에 비하여 촬영할 수 있는 광각 범위가 작다. 이러한 듀얼카메라(40)는 좌측경통(42)과 우측경통(43)에 의하여 각각 촬영된 이미지를 통하여 사물의 형상을 인식하고, 더 나아가 사물까지의 거리를 산출한다. 즉, 듀얼카메라(40)는 사물의 형상을 인식할 뿐만 아니라, 이미지센서(47)에 형성된 좌측 이미지와 우측 이미지로부터, 공지의 삼각법 또는 허밍법을 통하여 사물까지의 거리를 산출할 수 있는 것이다. The dual camera 40 has a smaller wide-angle range that can be photographed as compared to the wide-camera 20 capable of wide-angle photography. The dual camera 40 recognizes the shape of the object through the images photographed by the left barrel 42 and the right barrel 43, respectively, and further calculates the distance to the object. That is, the dual camera 40 may not only recognize the shape of the object, but also calculate the distance to the object from the left and right images formed on the image sensor 47 through a known triangulation or humming method.

이때, 케이스(10) 내부에 듀얼카메라(40)를 좌우 및/또는 상하로 회동시키는 서브구동부(50)가 설치될 수 있다. 서브구동부(50)는 다수개의 감속기어와 모터로 구성된 공지의 것을 사용하며, 미세한 움직임이 가능하여야 한다. 이 경우, 와이드카메라(20)로부터 전송되는 좌표신호에 의하여, 메인구동부(30)와는 별도로 듀얼카메라(40)를 미세하게 좌우 및/또는 상하로 회동시킬 수 있으며, 이렇게 함으로써 사물을 더욱 미세하게 위치 추적할 수 있다.In this case, the sub-driving unit 50 for rotating the dual camera 40 left and right and / or up and down may be installed in the case 10. The sub-drive unit 50 uses a known one consisting of a plurality of reduction gears and a motor, and should be capable of fine movement. In this case, the dual camera 40 can be finely rotated left and right and / or up and down separately from the main driver 30 by the coordinate signal transmitted from the wide camera 20, thereby positioning the object more finely. Can be traced

다음, 상기와 같은 구조의 로봇용 사물인식시스템의 동작을 설명한다.Next, the operation of the robot object recognition system having the above structure will be described.

움직이던 로봇의 전방에 특정 사물이 고정되어 있거나 움직일 경우, 와이드카메라(20)는 그 사물을 인식한다. 이때, 와이드카메라(20)는 광각 기능에 의하여 넓은 범위를 촬영할 수 있으므로, 사물이 와이드카메라(20) 광축으로부터 멀리 떨어진 지점에 있을 경우에도 그 사물의 촬영이 가능하다. 이렇게 촬영된 이미지는 와이드카메라(20) 내부에서 좌표신호를 변환되고, 이 좌표신호는 메인구동부(30)에 구동 및 제어시키는 신호로 사용된다. When a certain object is fixed or moves in front of the moving robot, the wide camera 20 recognizes the object. In this case, since the wide camera 20 can capture a wide range by the wide-angle function, even when the object is located at a point far from the optical axis of the wide camera 20, the wide camera 20 can photograph the object. The captured image is converted into a coordinate signal in the wide camera 20, and the coordinate signal is used as a signal for driving and controlling the main driver 30.

메인구동부(30)는 좌표신호에 의하여 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 회동시킴으로써 와이드카메라(20)가 사물을 추적할 수 있도록 하고, 이렇게 함으로써 듀얼카메라(40)가 그 사물을 촬영할 수 있도록 한다. The main driver 30 rotates the case 10 left and right and / or up and down according to the coordinate signal so that the wide camera 20 can track an object, and thereby the dual camera 40 can capture the object. Make sure

이후, 듀얼카메라(40)는 특정 사물을 좌측경통(42) 및 우측경통(43)을 통하여 촬영하게 되고, 촬영된 사물은 이미지센서(47)에 2 개의 이미지로 투영된다. 이미지센서(47)는 2 개의 이미지를 통하여 사물의 형상을 인식함과 더불어, 공지의 삼각법과 허밍법을 통하여 사물까지의 거리를 산출한다. Thereafter, the dual camera 40 photographs a specific object through the left barrel 42 and the right barrel 43, and the photographed object is projected as two images on the image sensor 47. The image sensor 47 recognizes the shape of the object through two images, and calculates a distance to the object through a known triangulation method and a humming method.

이때, 사물이 미세하게 움직여 더욱 미세한 위치추적을 하고자 할 경우, 서브구동부(50)가 미세한 각도 범위내에서 좌우 및/또는 상하로 듀얼카메라(40)를 구동시킨다. 이렇게 함으로써, 고정된 사물은 물론 움직이는 사물을 인식할 수 있게 되고, 거리까지 산출 가능하다. 따라서, 이러한 정보에 근거하여 로봇의 움직임을 제어할 수 있다. At this time, when the object is to move finely to track the location finer, the sub-drive unit 50 drives the dual camera 40 to the left and right and / or up and down within a fine angle range. In this way, the fixed object can be recognized as well as the moving object, and the distance can be calculated. Therefore, the movement of the robot can be controlled based on this information.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

이와 같이 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템에 따르면, 넓은 범위에서 광각 촬영이 가능한 와이드카메라와, 사물의 인식 및 거리를 산출할 수 있는 듀얼카메라를 채용함으로써, 움직이는 사물을 추적하면서 사물의 형상을 촬영할 수 있을 뿐만 아니라 거리를 산출할 수 있다. 이렇게 얻어진 와이드카메라와 듀얼카메라의 영상신호는 로봇이 사물을 피해서 움직일 수 있도록 제어하는 신호로 사용될 뿐만 아니라, 사물의 형상을 정확히 인식하는 신호로도 사용될 수 있다.Thus, according to the robot object recognition system according to the present invention, by adopting a wide camera capable of wide-angle shooting in a wide range, and a dual camera that can calculate the recognition and distance of the object, the shape of the object while tracking the moving object Not only can you shoot, but you can calculate distance. The video signals of the wide camera and the dual camera thus obtained can be used not only as signals for controlling the robot to move away from the object but also as signals for accurately recognizing the shape of the object.

Claims (3)

케이스(10) 내부에 설치되어, 넓은 각도에서 사물을 촬영하는 와이드카메라(20); 상기 와이드카메라(20)에서 발생된 구동신호에 의하여 상기 케이스(10)를 좌우 또는 상하로 구동시키는 메인구동부(30); 상기 케이스(10) 내부에 설치되어 사물의 인식 및 거리판단을 수행하는 듀얼카메라(40);를 포함하고, A wide camera 20 installed inside the case 10 to photograph an object from a wide angle; A main driver 30 driving the case 10 left or right or up and down by a driving signal generated by the wide camera 20; And a dual camera 40 installed inside the case 10 to perform object recognition and distance determination. 상기 듀얼카메라(40)는, 중앙경통(41)으로부터 분기되는 것으로서 전방에 렌즈(42a)가 장착된 좌측경통(42) 및 전방에 렌즈(43a)가 장착된 우측경통(43)과, 상기 좌측경통(42)과 우측경통(43) 내부에 각각 설치되는 좌,우측반사경(44)(45)과, 상기 좌측반사경(44)과 우측반사경(45) 중앙에 설치되는 중앙반사경(46)과, 상기 중앙반사경(46)에 반사된 이미지가 각각 촬상되는 이미지센서(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 사물인식시스템.The dual camera 40 is branched from the central barrel 41 and has a left barrel 42 with a lens 42a mounted thereon, a right barrel 43 with a lens 43a mounted thereon, and the left side. Left and right reflectors 44 and 45 installed inside the barrel 42 and the right barrel 43, respectively, and a central reflector 46 installed in the center of the left reflector 44 and the right reflector 45, The object recognition system for a robot, characterized in that it comprises an image sensor 47, each image is reflected by the central reflector (46). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 듀얼카메라(40)는 줌기능을 가지는 것을 특징으로 하는 로봇용 사물인식시스템.The dual camera 40 is a robot object recognition system, characterized in that having a zoom function. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 케이스(10) 내부에 설치되는 것으로서, 상기 듀얼카메라(40)를 좌우· 상하로 회동시키는 서브구동부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 사물 인식시스템.As installed inside the case 10, the robot object recognition system further comprises a sub-drive unit 50 for rotating the dual camera 40 left and right, up and down.
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